JP4220352B2 - Fuel supply system for liquefied gas engine - Google Patents
Fuel supply system for liquefied gas engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP4220352B2 JP4220352B2 JP2003374163A JP2003374163A JP4220352B2 JP 4220352 B2 JP4220352 B2 JP 4220352B2 JP 2003374163 A JP2003374163 A JP 2003374163A JP 2003374163 A JP2003374163 A JP 2003374163A JP 4220352 B2 JP4220352 B2 JP 4220352B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- purge
- tank
- purge tank
- injector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims description 148
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 81
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 claims description 23
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 10
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 2
- LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N Dimethyl ether Chemical compound COC LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 16
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 13
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 12
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 6
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 2
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000002915 spent fuel radioactive waste Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
- F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
- F02M21/0203—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels characterised by the type of gaseous fuel
- F02M21/0209—Hydrocarbon fuels, e.g. methane or acetylene
- F02M21/0212—Hydrocarbon fuels, e.g. methane or acetylene comprising at least 3 C-Atoms, e.g. liquefied petroleum gas [LPG], propane or butane
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
- F02D19/0602—Control of components of the fuel supply system
- F02D19/0605—Control of components of the fuel supply system to adjust the fuel pressure or temperature
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
- F02D19/0626—Measuring or estimating parameters related to the fuel supply system
- F02D19/0628—Determining the fuel pressure, temperature or flow, the fuel tank fill level or a valve position
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
- F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
- F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
- F02M21/0221—Fuel storage reservoirs, e.g. cryogenic tanks
- F02M21/0224—Secondary gaseous fuel storages
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M21/00—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form
- F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
- F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
- F02M21/0245—High pressure fuel supply systems; Rails; Pumps; Arrangement of valves
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Description
本発明は、ジメチルエーテル等の液化ガスを燃料として利用する液化ガスエンジンの燃料供給装置に関するものである。 The present invention relates to a fuel supply apparatus for a liquefied gas engine that uses liquefied gas such as dimethyl ether as fuel.
近年、高セタン価(55以上)で無煙燃焼するジメチルエーテル(以下ではDMEと略称する)が石油や軽油の代替燃料として注目されており、特にEGR(排気ガス再循環)や触媒により低NOxを実現し得て将来の厳しい排気規制を満足できるという観点から、ディーゼルエンジンの代替燃料として検討が進められている。 In recent years, dimethyl ether (hereinafter abbreviated as DME), which smokelessly burns with a high cetane number (55 or more), has been attracting attention as an alternative fuel for petroleum and light oil, and in particular, achieved low NOx with EGR (exhaust gas recirculation) and catalysts. From the viewpoint of satisfying strict exhaust regulations in the future, studies are underway as alternative fuels for diesel engines.
ただし、DMEは、その沸点が−25℃と非常に低くて蒸発し易いという特性があるため、DMEを燃料として利用するDMEエンジンの実用化にあたっては、このようなDMEの特性を十分に考慮した燃料供給装置が必要になるものと考えられており、例えば、図2に示す如きDMEエンジンの燃料供給装置が既に提案されている。 However, since DME has a characteristic that its boiling point is as low as −25 ° C. and is easy to evaporate, the characteristics of DME are fully taken into consideration in the practical use of a DME engine using DME as fuel. It is considered that a fuel supply device is required. For example, a fuel supply device for a DME engine as shown in FIG. 2 has already been proposed.
ここに図示している例では、燃料タンク1内に約0.4〜1MPaの圧力で貯えられている燃料(DME)をフィードポンプ2によりフィードライン3に送り出し、該フィードライン3の途中に装備されている高圧ポンプ4により約15〜50MPaに昇圧してコモンレール5に蓄圧させ、該コモンレール5から噴射ライン6を介し各気筒のインジェクタ7に燃料を導いて開弁制御により燃焼室8内に噴射させ、通常のディーゼルエンジンの場合と同様に圧縮着火により燃焼させるようにしてある。
In the example shown here, the fuel (DME) stored in the fuel tank 1 at a pressure of about 0.4 to 1 MPa is sent to the
尚、高圧ポンプ4内の燃料ギャラリで圧力が所定値を超えた時に、余剰燃料がオーバーフローバルブを介しリターンライン3’へ解放されて燃料タンク1に戻されるようになっている。
In addition, when the pressure exceeds a predetermined value in the fuel gallery in the high-pressure pump 4, surplus fuel is released to the
そして、斯かる燃料供給装置においては、エンジン停止時に燃料の流れが止まってしまうと、エンジン側から熱が伝わってきて系内の燃料が温度上昇し、コモンレール5側にて燃料の昇温による膨張で圧力上昇が起こる一方、特に熱的な条件の厳しいインジェクタ7のノズルに残留している燃料が気化してしまうため、コモンレール5側からの圧力がかかり続けているインジェクタ7から燃料が燃焼室8内に漏出し(液密性があってもガスの漏出をシールすることは困難)、その漏出した気化ガスが燃焼室8に溜まることにより次にエンジンを始動した時に異常燃焼が惹起される虞れがある。
In such a fuel supply device, when the flow of the fuel stops when the engine is stopped, heat is transmitted from the engine side, the temperature of the fuel in the system rises, and the common rail 5 side expands due to the temperature rise of the fuel. However, since the fuel remaining in the nozzle of the
そこで、このような異常燃焼を回避するために、エンジン停止時にコモンレール5からパージ制御弁9により燃料を抜き出して逆止弁10を介し燃料タンク1に戻すパージライン11が備えられており、しかも、ここに図示している例では、パージライン11のパージ制御弁9より下流側から燃料を抜き出してパージタンク12へ導く分岐ライン13も備えられている。
Therefore, in order to avoid such abnormal combustion, a
即ち、コモンレール5内の燃料が燃料タンク1に回収されるにつれてコモンレール5側の圧力が徐々に低下して燃料タンク1側に燃料が流入し難くなってきた際に、前記分岐ライン13の開閉弁14を開けて燃料タンク1側より低圧のパージタンク12へ残りの燃料を回収し、パージタンク12に抜き出されて0〜0.3MPaに減圧された燃料を連絡ライン15を通しコンプレッサ16により再液化して燃料タンク1に戻すようにしてある。
That is, when the fuel in the common rail 5 is recovered in the fuel tank 1, the pressure on the common rail 5 side gradually decreases and it becomes difficult for the fuel to flow into the fuel tank 1 side. 14 is opened and the remaining fuel is recovered from the fuel tank 1 side to the low
尚、この種の液化ガスエンジンの燃料供給装置に関連する先行技術文献情報としては本発明と同じ出願人による次のものがある。
しかしながら、前述した如き液化ガスエンジンの燃料供給装置を、夏場など外気温度の高い条件下や、エンジンルームの温度が高い条件下等の、雰囲気温度が高いエンジン運転条件下で使用する際には、燃料を十分に冷却することができず、温度上昇により気化するため、燃料をエンジンの気筒内に液体状態で安定して噴射することができないという問題があった。 However, when the fuel supply device for a liquefied gas engine as described above is used under engine operating conditions with a high ambient temperature, such as under high outdoor temperature conditions such as in summer or under high engine room temperature conditions, Since the fuel cannot be sufficiently cooled and vaporizes due to a temperature rise, there is a problem that the fuel cannot be stably injected into the cylinder of the engine in a liquid state.
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、高温の条件下でも燃料を液体状態でエンジンの気筒内に安定して噴射し得る液化ガスエンジンの燃料供給装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a fuel supply apparatus for a liquefied gas engine that can stably inject fuel into a cylinder of an engine in a liquid state even under high temperature conditions. .
本発明の請求項1は、燃料タンクから導いた燃料を高圧ポンプにより昇圧してコモンレールに蓄圧させ、該コモンレールから気筒頂部のインジェクタに燃料を導いて燃焼室内に噴射させるようにした液化ガスエンジンの燃料供給装置において、
前記燃料タンクから前記高圧ポンプまでのラインに熱交換可能なパージタンクを備え、
前記高圧ポンプからの高温の燃料を前記パージタンクに戻すよう前記パージタンクに接続される第一のパージラインを備えると共に、前記コモンレールからの高温の燃料を前記パージタンクに戻すよう前記コモンレールから延在して前記パージタンクに接続される第二のパージラインを備え、
前記パージタンクでは、高温の燃料を気化させることにより高温の燃料の蒸発潜熱によって前記高圧ポンプへの燃料を冷却するよう構成したことを特徴とする液化ガスエンジンの燃料供給装置、に係るものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a liquefied gas engine in which fuel introduced from a fuel tank is boosted by a high-pressure pump and accumulated in a common rail, and fuel is introduced from the common rail to an injector at the top of a cylinder and injected into a combustion chamber. In the fuel supply device,
With a heat exchangeable purge tank line from the fuel tank to the high pressure pump,
A first purge line connected to the purge tank for returning hot fuel from the high pressure pump to the purge tank and extending from the common rail to return hot fuel from the common rail to the purge tank; A second purge line connected to the purge tank,
Wherein the purge tank, relates to a fuel supply system, the liquefied gas engine, characterized by being configured so as to cool the fuel to the high pressure pump by the latent heat of evaporation of the heated fuel by air the heated fuel is there.
本発明の請求項2は、気筒に吸気を導く吸気通路にサブインジェクタを設け、該サブインジェクタに、パージタンクから抜き出した燃料を導くよう構成した請求項1に記載の液化ガスエンジンの燃料供給装置、に係るものである。 According to a second aspect of the present invention, a fuel injector for a liquefied gas engine according to claim 1, wherein a sub-injector is provided in an intake passage that guides intake air to the cylinder, and fuel extracted from the purge tank is guided to the sub-injector. , Related to
このように、本発明によれば、パージタンクに高温の燃料を戻して気化させることにより、高温の燃料の蒸発潜熱によって高圧ポンプへの燃料を冷却するので、雰囲気温度が高いエンジン運転条件下で使用する場合であっても、エンジンに向かう燃料を十分に冷却して燃料の気化を防止し、液体状態でエンジンの気筒内に安定して噴射することができる。 Thus, according to the present invention, the high temperature fuel is returned to the purge tank and vaporized to cool the fuel to the high pressure pump by the latent heat of vaporization of the high temperature fuel. Even when it is used, the fuel directed to the engine is sufficiently cooled to prevent the vaporization of the fuel, and can be stably injected into the cylinder of the engine in a liquid state.
高温の燃料を高圧ポンプからパージタンクに戻すよう構成すると、雰囲気温度が高いエンジン運転条件下で使用する場合であっても、高圧ポンプから高温の燃料を戻すと共に、パージタンクで十分に冷却した燃料を高圧ポンプへ送るので、高圧ポンプでの燃料の気化を防止し、液体状態でエンジンの気筒内に安定して噴射することができる。 When the high temperature fuel is returned from the high pressure pump to the purge tank, the high temperature fuel is returned from the high pressure pump and cooled sufficiently in the purge tank even when used under engine operating conditions where the ambient temperature is high. Is sent to the high-pressure pump, so that fuel vaporization in the high-pressure pump can be prevented, and the liquid can be stably injected into the cylinder of the engine.
高温の燃料をコモンレールからパージタンクに戻すよう構成すると、雰囲気温度が高いエンジン運転条件下で使用する場合であっても、コモンレールから高温の燃料を戻すと共に、パージタンクで十分に冷却した燃料をコモンレールへ送るので、コモンレールでの燃料の気化を防止し、液体状態でエンジンの気筒内に安定して噴射することができる。 By configuring the high temperature fuel to return to the purge tank from the common rail, the high temperature fuel is returned from the common rail and the fuel sufficiently cooled by the purge tank is returned to the common rail even when used under engine operating conditions where the ambient temperature is high. Therefore, fuel vaporization on the common rail can be prevented, and the fuel can be stably injected into the cylinder of the engine in a liquid state.
気筒に吸気を導く吸気通路にサブインジェクタを設け、該サブインジェクタに、パージタンクから抜き出した燃料を導くよう構成すると、燃焼室内に供給すべき燃料分の一部をサブインジェクタ側に振り分けるので、気筒頂部のインジェクタから噴射すべき燃料分を減らして噴射時間の短縮化を図り、結果的に、出力に転換され難いタイミングで燃焼する燃料分が大幅に減少し、エンジンの熱効率を高めて燃費を大幅に向上することができる。 If a sub-injector is provided in the intake passage that guides intake air to the cylinder and the fuel extracted from the purge tank is guided to the sub-injector, a part of the fuel to be supplied to the combustion chamber is distributed to the sub-injector side. By reducing the amount of fuel to be injected from the injector at the top, the injection time is shortened. As a result, the amount of fuel that burns at a timing that is difficult to convert to output is greatly reduced, increasing the thermal efficiency of the engine and greatly improving fuel efficiency Can be improved.
上記した本発明の液化ガスエンジンの燃料供給装置によれば、パージタンクで燃料の一部を気化して蒸発潜熱により燃料を冷却するので、エンジンに向かう燃料の気化を防止し、液体状態でエンジンの気筒内に安定して噴射することができるという優れた効果を奏し得る。 According to the fuel supply device for a liquefied gas engine of the present invention described above, since a part of the fuel is vaporized by the purge tank and the fuel is cooled by latent heat of vaporization, the vaporization of the fuel toward the engine is prevented and the engine is in a liquid state It is possible to achieve an excellent effect that the fuel can be stably injected into the cylinder.
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明を実施する形態例を示すもので、図2と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。 FIG. 1 shows an embodiment for carrying out the present invention, and the same reference numerals as those in FIG. 2 denote the same components.
本形態例の液化ガスエンジンの燃料供給装置において、燃料タンク1と高圧ポンプ4の間には、燃料タンク1から高圧ポンプ4へ燃料(DME)を送り出すフィードライン17と、高圧ポンプ4内の燃料ギャラリで圧力が所定値を超えた時に余剰燃料を燃料タンク1に戻すリターンライン18とを構成しており、フィードライン17には、燃料タンク1側から順に、燃料タンク1内のフィードポンプ19、第一の燃料クーラ20、パージタンク21、燃料圧力センサ22、第一の燃料温度センサ23を備えると共に、リターンライン18には、高圧ポンプ4側から順に逆止弁24、第二の燃料クーラ25、第二の燃料温度センサ26を備えている。
In the fuel supply apparatus of the liquefied gas engine of this embodiment, a
ここでフィードライン17のパージタンク21内に位置する部分には、パージタンク21内の燃料とフィードライン17の燃料とで熱交換し得るよう、フィードライン17の配管27をループ状等に湾曲したり、フィードライン17の配管27にフィン等を備えたりして熱交換可能な構造になっている。
Here, in a portion of the
又、リターンライン18における第二の燃料温度センサ26と燃料タンク1の間には、パージタンク21に接続される第一のパージライン28を備えており、第一のパージライン28には、中途位置に流量調整弁29を備えると共に、パージタンク21の導入口からパージタンク21の内部へ向かう噴射ノズル30を備えている。
Also, a
更に、コモンレール5には、パージタンク21に接続される第二のパージライン31を備えており、第二のパージライン31には、中途位置にパージ弁32を備えている。
Further, the common rail 5 is provided with a
一方、各気筒に吸気33を導く吸気通路34を成す吸気マニホールドには、サブインジェクタ35が新たに設けられている。ここで、サブインジェクタ35は、各気筒の吸気ポートの入側に位置するよう気筒別に配置してあるが、例えば、吸気マニホールドに接続される吸気管の終端部近辺にサブインジェクタ35を設けることも可能であり、このようにした場合にはサブインジェクタ35を単独配置としても良い。
On the other hand, a
パージタンク21には、内部の温度を測定する第三の燃料温度センサ36を配置し、且つサブインジェクタ35に接続される予混合ライン37を備えると共に、燃料タンク1に接続される再液化ライン38を備えており、再液化ライン38には、パージタンク21側から順に、再液化ポンプ39、第三の燃料クーラ40を配置している。
The
以下、本発明を実施する形態例の作用を説明する。 The operation of the embodiment for carrying out the present invention will be described below.
本形態例の液化ガスエンジンの燃料供給装置を駆動する際には、フィードポンプ19により燃料タンク1からフィードライン17、パージタンク21等を介して液体状態の燃料を高圧ポンプ4へ供給し、コモンレール5、インジェクタ7に導いており、高圧ポンプ4内の燃料ギャラリで圧力が所定値を超えた際には、第一のパージライン28の流量調整弁29を閉じることにより、余剰燃料を、リターンライン18を介して燃料タンク1に戻す。
When driving the fuel supply device of the liquefied gas engine of this embodiment, liquid fuel is supplied from the fuel tank 1 to the high-pressure pump 4 via the
一方、夏場など外気温度が高い条件下や、エンジンルームの温度が高い条件下で、雰囲気温度が高いエンジン運転条件下で使用する場合には、高圧ポンプ4内の燃料が高温になるため、第一のパージライン28の流量調整弁29を開放し、高温の燃料を、高圧ポンプ4からリターンライン18及び第一のパージライン28を介してパージタンク21へ送給し、第二の燃料クーラ25で冷却すると共に、噴射ノズル30によりパージタンク21内に噴射する。又、雰囲気温度が高いエンジン運転条件下では、コモンレール5内の燃料も高温になるため、第二のパージライン31のパージ弁32を開放し、高温の燃料を、コモンレール5から第二のパージライン31を介してパージタンク21へ送給し、パージタンク21内に供給する。
On the other hand, the fuel in the high-pressure pump 4 becomes high when used under conditions of high outside air temperature such as summer, or under high engine room temperature and under high engine operating conditions. The flow
高温の燃料は、パージタンク21に導入されると、気化しやすい燃料自身の特性で気化して蒸発潜熱によりパージタンク21内を冷却し、同時に、再液化ポンプ39の減圧によって再液化ライン38を介しパージタンク21内を冷却することにより、パージタンク21に導入された気体状態の燃料と、フィードライン17内の液体状態の燃料とで熱交換し、フィードライン17内の液体状態の燃料を積極的に冷却する。ここで、熱交換で冷却されたフィードライン17内の液体状態の燃料は高圧ポンプ4へ供給されて、コモンレール5、インジェクタ7に導かれる。
When the high-temperature fuel is introduced into the
一方、パージタンク21内の気体状態の燃料は、予混合ライン37を介してサブインジェクタ35へ適宜供給されており、サブインジェクタ35へ供給された燃料は、吸気マニホールドへの予混合に用られて気筒への液体燃料噴射と併用で燃焼される。又、パージタンク21内で気化した燃料が多い場合には、再液化ライン38に送給して再液化ポンプ39で液化し、燃料タンク1に戻す。更に、冬場など外気温度が低い条件下や、エンジンルームの温度が低い条件下の場合には、第一のパージライン28の流量調整弁29及びパージ弁32を調整することにより、パージタンク21内に導入する燃料を減らしている。
On the other hand, the gaseous fuel in the
ここで、燃料(DME)が気化した際の温度低下を示すよう、燃料(DME)と軽油の基礎データ[表1]と合わせて示すと、
[表1]
DME 軽油
蒸発潜熱 kJ/kg 467.13 300
沸点(@1at) ℃ −25 180〜360
比熱Cp kJ/kg・K 2.99 1.7
液密度 g/cc 0.67 0.83
になり、1kgのDMEを気化させた場合には、蒸発潜熱/比熱=467.13/2.99=156から1kgのDMEは約156℃の温度低下の熱量になり、熱量が全て燃料の温度変化に使用されるとして、全体の20%を気化させた際には、液体燃料80%を約40℃低下させる。
Here, in order to show the temperature drop when the fuel (DME) is vaporized, together with the basic data [Table 1] of the fuel (DME) and light oil,
[Table 1]
DME Light oil latent heat of vaporization kJ / kg 467.13 300
Boiling point (@ 1 at) ° C -25 180-360
Specific heat Cp kJ / kg · K 2.99 1.7
Liquid density g / cc 0.67 0.83
When 1 kg of DME is vaporized, the latent heat of vaporization / specific heat = 467.13 / 2.99 = 156 to 1 kg of DME becomes a heat amount of about 156 ° C., and the amount of heat is entirely the temperature of the fuel. As used for change, when 20% of the total is vaporized, 80% of the liquid fuel is reduced by about 40 ° C.
このように、本形態例の液化ガスエンジンの燃料供給装置によれば、パージタンク21に高温の燃料を戻して気化させることにより、高温の燃料の蒸発潜熱によって熱交換可能なフィードライン17の配管27を介し高圧ポンプ4への燃料を冷却するので、夏場など外気温度が高い条件下や、エンジンルームの温度が高い条件下等の、雰囲気温度が高いエンジン運転条件下で使用する場合であっても、エンジンに向かう燃料を十分に冷却して燃料の気化を防止し、液体状態でエンジンの気筒内に安定して噴射することができる。又、再液化ライン38の再液化ポンプ39による減圧でパージタンク21内を冷却するので、高圧ポンプ4への燃料を一層冷却することができる。更に、パージタンク21内で気化もしくは液化した燃料が多い場合には、再液化ライン38に送給して燃料タンク1に戻すので、パージタンクへの過度の負担を抑制することができる。更に又、冬場など外気温度が低い条件下等の場合には、流量調整弁29及びパージ弁32を調整してパージタンク21内に導入する燃料を減らすので、再液化ライン38及び再液化ポンプ39を介する再液化処理を低減し、エネルギーロスを低減することができる。
Thus, according to the fuel supply apparatus of the liquefied gas engine of this embodiment, the piping of the
高温の燃料を高圧ポンプ4からパージタンク21に戻すよう構成すると、雰囲気温度が高いエンジン運転条件下で使用する場合であっても、高圧ポンプ4から高温の燃料を戻すと共に、パージタンク21で十分に冷却した燃料を高圧ポンプ4へ送るので、高圧ポンプ4での燃料の気化を防止し、液体状態でエンジンの気筒内に安定して噴射することができる。
If the high temperature fuel is returned from the high pressure pump 4 to the
高温の燃料をコモンレール5からパージタンク21に戻すよう構成すると、雰囲気温度が高いエンジン運転条件下で使用する場合であっても、コモンレール5から高温の燃料を戻すと共に、パージタンク21で十分に冷却した燃料をコモンレール5へ送るので、コモンレール5での燃料の気化を防止し、液体状態でエンジンの気筒内に安定して噴射することができる
If the high temperature fuel is returned from the common rail 5 to the
気筒に吸気33を導く吸気通路34にサブインジェクタ35を設け、該サブインジェクタ35に、パージタンク21から燃料を導くよう構成すると、燃焼室8内に供給すべき燃料分の一部をサブインジェクタ35側に振り分けるので、気筒頂部のインジェクタ7から噴射すべき燃料分を減らして噴射時間の短縮化を図り、結果的に、出力に転換され難いタイミングで燃焼する燃料分が大幅に減少し、エンジンの熱効率を高めて燃費を大幅に向上することができる。又、気筒内において、サブインジェクタ35からの気化ガスの先行投入により燃料の予混合化が促進され、更に促進状態の吸気33(混合気)に対してインジェクタ7から燃料が噴射されるので、燃焼室8の全域に燃料が拡散して行き亘り、良好な分散混合状態が得られて気筒内での燃焼性が大幅に良化し、結果的に、燃焼温度を比較的低く抑制してNOxの発生を低減することができる。
If a sub-injector 35 is provided in the
尚、本発明の液化ガスエンジンの燃料供給装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、燃料はジメチルエーテル以外の液化ガス燃料であっても良いこと、燃料温度センサの温度に伴ってパージタンクへの燃料の導入を制御するよう夫々の燃料温度センサ及び流量調整弁並びにパージ弁等を制御手段に接続してもよいこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 The fuel supply device for the liquefied gas engine of the present invention is not limited to the above-described embodiment. The fuel may be a liquefied gas fuel other than dimethyl ether, and the temperature of the fuel temperature sensor. Each fuel temperature sensor, flow rate adjusting valve, purge valve, and the like may be connected to the control means so as to control the introduction of fuel into the purge tank, and various other modifications are possible within the scope of the present invention. Of course, it can be added.
1 燃料タンク
2 フィードポンプ
3 フィードライン
4 高圧ポンプ
5 コモンレール
7 インジェクタ
8 燃焼室
17 フィードライン(ライン)
21 パージタンク
28 第一のパージライン
31 第二のパージライン
34 吸気通路
35 サブインジェクタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel tank 2
21 Purge tank
28 First purge line
31
Claims (2)
前記燃料タンクから前記高圧ポンプまでのラインに熱交換可能なパージタンクを備え、
前記高圧ポンプからの高温の燃料を前記パージタンクに戻すよう前記パージタンクに接続される第一のパージラインを備えると共に、前記コモンレールからの高温の燃料を前記パージタンクに戻すよう前記コモンレールから延在して前記パージタンクに接続される第二のパージラインを備え、
前記パージタンクでは、高温の燃料を気化させることにより高温の燃料の蒸発潜熱によって前記高圧ポンプへの燃料を冷却するよう構成したことを特徴とする液化ガスエンジンの燃料供給装置。 In a fuel supply device for a liquefied gas engine, the fuel led from the fuel tank is boosted by a high-pressure pump and accumulated in a common rail, and the fuel is led from the common rail to an injector at the top of the cylinder and injected into the combustion chamber.
With a heat exchangeable purge tank line from the fuel tank to the high pressure pump,
A first purge line connected to the purge tank for returning hot fuel from the high pressure pump to the purge tank and extending from the common rail to return hot fuel from the common rail to the purge tank; A second purge line connected to the purge tank,
Wherein the purge tank, the fuel supply system of the liquefied gas engine, characterized by being configured so as to cool the fuel to the high pressure pump by the latent heat of evaporation of the heated fuel by air the heated fuel.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003374163A JP4220352B2 (en) | 2003-11-04 | 2003-11-04 | Fuel supply system for liquefied gas engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003374163A JP4220352B2 (en) | 2003-11-04 | 2003-11-04 | Fuel supply system for liquefied gas engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005139910A JP2005139910A (en) | 2005-06-02 |
JP4220352B2 true JP4220352B2 (en) | 2009-02-04 |
Family
ID=34685961
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003374163A Expired - Lifetime JP4220352B2 (en) | 2003-11-04 | 2003-11-04 | Fuel supply system for liquefied gas engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4220352B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112014001070B4 (en) * | 2013-03-22 | 2020-10-01 | Scania Cv Ab | Fuel system for an internal combustion engine, internal combustion engine and vehicle with such a fuel system and method for replacing a filter element in a fuel system |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100748746B1 (en) | 2005-08-30 | 2007-08-13 | 현대자동차주식회사 | System for anti-evaporation and control method for the same |
JP2007146807A (en) * | 2005-11-30 | 2007-06-14 | Nissan Diesel Motor Co Ltd | Fuel device for compression ignition type engine using liquefied gas fuel |
JP2007262903A (en) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Isuzu Motors Ltd | Dimethyl ether engine-mounted vehicle |
JP3969454B1 (en) * | 2006-06-27 | 2007-09-05 | いすゞ自動車株式会社 | Diesel engine diesel engine |
JP2008019719A (en) * | 2006-07-10 | 2008-01-31 | Chuo Motor Wheel Co Ltd | Storage device for liquefied gas fuel |
JP4569833B2 (en) * | 2006-08-29 | 2010-10-27 | 株式会社デンソー | High pressure fuel supply system |
JP5501682B2 (en) * | 2009-07-16 | 2014-05-28 | ヤンマー株式会社 | DME fuel supply system and DME fuel cooling method |
KR101294395B1 (en) | 2011-11-15 | 2013-08-08 | 현대자동차주식회사 | Fuel supply apparatus for dimethylether common rail and method thereof |
KR101664508B1 (en) | 2011-12-12 | 2016-10-11 | 현대자동차주식회사 | Device for decreasing temperature of bombe by using latent heat in vaporization and method thereof |
EP2650526B1 (en) | 2012-03-14 | 2017-02-15 | Kubota Corporation | Device for supplying fuel to engine |
SE537848C2 (en) * | 2013-04-29 | 2015-11-03 | Scania Cv Ab | Combustion engine fuel system, internal combustion engine with such a fuel system, vehicles with such a fuel system and a method for regulating a fuel system |
JP6443306B2 (en) * | 2015-02-23 | 2018-12-26 | 株式会社デンソー | Fuel supply apparatus and control method |
KR101866032B1 (en) | 2016-07-05 | 2018-06-11 | 현대자동차주식회사 | Fuel supply device for lpdi engine and start control method lpdi engine with the fuel supply device |
CN107642440A (en) * | 2016-07-20 | 2018-01-30 | 豆德旗 | Oil way of diesel vehicle leads to self compensating system |
CN107630770A (en) * | 2017-11-03 | 2018-01-26 | 黄帮义 | Liquified gas automobile air supply system |
CN107891742B (en) * | 2017-11-03 | 2020-06-05 | 黄帮义 | Gas supply and heat preservation system for liquefied gas vehicle |
DE102017220261A1 (en) * | 2017-11-14 | 2019-05-16 | Robert Bosch Gmbh | Fuel delivery device for an internal combustion engine |
-
2003
- 2003-11-04 JP JP2003374163A patent/JP4220352B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112014001070B4 (en) * | 2013-03-22 | 2020-10-01 | Scania Cv Ab | Fuel system for an internal combustion engine, internal combustion engine and vehicle with such a fuel system and method for replacing a filter element in a fuel system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005139910A (en) | 2005-06-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4220352B2 (en) | Fuel supply system for liquefied gas engine | |
US9334841B1 (en) | Differential fueling between donor and non-donor cylinders in engines | |
GB2431203A (en) | Operating internal combustion engines with plant oil | |
US10359008B2 (en) | Differential fueling between donor and non-donor cylinders in engines | |
US9303605B2 (en) | System and method for circulating fuel through a direct injection pump of a bi-fuel engine | |
JP5634601B2 (en) | Double fuel injection valves for diesel and gas engines | |
US20090320774A1 (en) | Operating method for an internal combustion engine which can be selectively operated by means of a liquid fuel and a gaseous fuel, and fuel supply system | |
JP2013529746A (en) | Fuel system for fuel mixture injection in combustion engines | |
JP7374818B2 (en) | ammonia engine | |
US20130333666A1 (en) | Internal combustion engine | |
KR100966893B1 (en) | Engine system using latent heat of vaporized fuel | |
JP3111254B2 (en) | Injection system | |
JPWO2007049370A1 (en) | Oil-based fuel supply method and circuit | |
GB2484495A (en) | Processing of fuel and recirculated exhaust gas | |
JP2010174692A (en) | Liquefied gas fuel feed system | |
US9638118B2 (en) | System and method for supplying natural gas to dual fuel engine | |
KR100814122B1 (en) | Exhaust gas reduction system for dual-fuel engine | |
JP2005042614A (en) | Fuel supplying device for liquefied gas engine | |
JP2001115908A (en) | Fuel supply device for diesel engine for dimethyl ether | |
JP2005133597A (en) | Fuel-supply system of liquefied gas engine | |
KR101294511B1 (en) | Fuel circulation system for dimethyl-ether fuel vehicle | |
JP2005030327A (en) | Fuel supply equipment of liquefied-gas engine | |
JP7464941B2 (en) | Ammonia-fueled internal combustion engine | |
EP3440338B1 (en) | Injection system and method for injecting supplementary liquid into cylinders of piston engine | |
KR100795779B1 (en) | Erg cooling system using evaporation latent heat of lng |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061026 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080630 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080708 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080902 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20081111 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20081113 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111121 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4220352 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111121 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121121 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121121 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131121 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |